اهمیت روانکار برای چرخ دنده های باز


خلاصه

ماشين آلات و تجهيزات صنعتي در سايه تحقيقات و پژوهش هاي انديشمندان و محققان جهان به چنان پيشرفتي نايل شده اند كه براي توليد هر جزيي از يك دستگاه نياز به تكنولوژي و فناوري ويژه اي احساس مي شود. رقابت توليدكنندگان در جلب مشتريان مشكل پسند كنوني و صرف هزينه هاي نجومي در بخش R&D واحدهاي توليدي جهت ارتقاي كيفيت محصول نيز سبب تخصصي تر شدن تكنولوژي ساخت تجهيزات شده است.

در اين نوشته اهميت روانكار براي چرخ دنده هاي باز با توجه به ساختار و مواد بكار رفته در آنها از نقطه نظر پارامترهاي متالوژيكي مورد بازبيني قرار گرفته است.


چکیده

روانكارهاي صنعتي داراي انواع گوناگوني از روغن هاي معدني، آزمايشگاهي، گريس ها، رزين ها و پليمرها است و حتي نانو تكنولوژي نيز كه اختيراً در عرصه روانكارها وارد شده، چنان گستردگي يافته است كه يك صاحب صنعت، به راحتي نمي تواند روانكار مورد نياز خود را انتخاب كند. مشكلات محيط زيست نيز به عنوان يك عامل بازدارنده محدوديت هاي قانوني را ايجاد كرده است.

 پيشرفت در مهندسي مواد، فناوري سختكاري دنده ها، استفاده از روش هاي ساخت دنده براي تحمل بارهاي فوق العاده سنگين با كمترين خستگي و خوردگي سطح دنده باعث مي گردند تا در انتخاب نوع روانكار براي چرخ دنده ها با دقت و تخصص بيشتري عمل كنيم. از طرفي نيز موارد تكنيكي مانند ناهمراستايي (Misalignment) ، درگيري دنده (Gear Mesh) ، مجال دنده (Back Lash)و . . . بحث تخصص در روانكاري را به مهندسي مكانيك مرتبط مي سازد.
انواع روانكارها براي چرخ دنده هاي بازنوع جامد: اين نوع روانكارها در دماي معمولي جامد بوده و در اثر افزايش دما شروع به ذوب شدن مي كند كه پس از گرم كردن، آن را بر سطح دنده مي ريزند تا يك پوشش روانكار بر سطح دنده ايجاد گردد. اين نوع روانكار در ساليان اخير مورد توجه بوده است.

نوع سيال: در اين نوع روانكار نيازي به گرم كردن آن نيست. روغن پايه بسيار سنگين بكار رفته در اين نوع روانكار، آن را از روانكارهاي معمولي روغني متمايز مي سازد. براي پوشش سطوح دنده با اين روانكار بايستي از حلال هاي ويژه كه قابليت پمپ شدن آن را افزايش مي دهد استفاده شود، تا پس از گرم شدن دنده، حلال تبخير شده و روانكار با پايه روغن سنگين، فيلم روانكاري را با ضخامت مناسب ايجاد كند. عليرغم سادگي استفاده از اين نوع روانكار در دنده هاي باز و پوشش وسيع تر و مقاوم تري كه نسبت به روانكارهاي جامد دارند، ايجاد فيلم روانكار، به طور دائم كاهش مي يابد لذا فاصله كنترل روانكاري شديداً كاهش و در نتيجه ميزان مصرف روانكار افزايش مي يابد.

نوع خميري:

خمير روانكار دنده شامل4 جزء اصلي است كه عبارتند از: روغن پايه (معدني يا سينتتيك)، ماده سفت كننده، ادتيو (ماده افزودني) تحمل تنش هاي فشاري و ادتيوهاي ضد خوردگي/ ضدزنگ/ و . . .

 خمير روانكاري بوسيله روغن و با نسبت معيني تركيب شده و بصورت نيمه جامد به سطوح دنده پوشش مي دهد. اين پوشش با توجه به ادتيوهاي EP موجود در آن و همچنين روغن پايه مناسب، مي تواند در شرايط سختكاري دنده (Heavy Duty) - روانكار مناسبي براي چرخ دنده هاي باز بزرگ مانند چرخ دنده آسياب هاي گلوله اي و كوره هاي دوار باشد. با توجه به كوتينگ ايجاد شده توسط روانكار، كاهش مصرف روانكار هزينه هاي نگهداري و تعميرات را در مقايسه با روانكارهاي روغني، به طور چشمگيري كاهش مي دهد، ضمن اين كه از نظر تميزي محيط كار نيز سطح مطلوب تري قرار مي گيرد.

 گريس:

در دسته بندي روانكارهاي دنده هاي باز گاهي اوقات گريس را به اشتباه در دسته خميرها جاي مي دهند، اما اختلاف در نوع مواد سفت كننده آنها و چگونگي تهيه آنها مي تواند در تشخيص تفاوت اين دو نوع بسيار مفيد باشد. براي تهيه گريس تقريباً10 درصد يا كمتر، صابون و90 درصد روغن پايه و ادتيو بكار رفته است كه با فرآوري اين مخلوط، گريس با خواص مربوط به خودش بدست مي آيد كه گريد يا ويسكوزيته آن براساس (National Lubricating NLGI Grease Institute) تعيين مي شود.

 پليمرهاي سينتتيك:

به طور كلي پليمرها در مقابل تغييرات دما، تغيير حالت مي دهند. بعضي از پليمرها در هواي معمولي جامد بوده و با افزايش دما، جاري شده و بعضي ديگر با افزايش دما، سفت تر مي شوند. اين ويژگي ها باعث مي گردد روانكارهاي پليمري را بتوان توسط پمپ برروي چرخ دنده پاشيد و سپس با افزايش دما يك لايه مقاوم بر روي سطح دنده ايجاد كرد.

پيشرفت در مهندسي مواد، فناوري سختكاري دنده ها، استفاده از روش هاي ساخت دنده براي تحمل بارهاي فوق العاده سنگين با كمترين خستگي و خوردگي سطح دنده باعث مي شودتا در انتخاب نوع روانكار براي چرخ دنده ها با دقت و تخصص بيشتري عمل كنيم

 چگونگي انتخاب روانكار براي چرخ دنده هاي باز:

چرخ دنده هاي باز عليرغم تنوع در كاربرد، داراي شرايط و ويژگي هاي مشتركي نيز هستند كه به طور مثال مي توان به ميزان بار، دماي كاري، شرايط محيطي و نحوه نصب كه باعث تفاوت در نوع روانكار مي شود اشاره كرد. به هر حال نوع روانكار در چرخ دنده هاي باز بايد به گونه اي باشد كه هنگام كار باعث لغزش دنده شود و از بين دنده ها نيز فرار نكند. جدول ويسكوزيته روانكار چرخ دنده كه توسط »انجمن توليدكنندگان چرخ دنده آمريكا (AGMA) «، براساس گريد روانكار تهيه شده است، مي تواند در انتخاب روانكار مناسب بسيار مفيد واقع شود.
كاربرد روانكار:

روانكار بايستي نسبت به شرايط محيطي مانند رطوبت، گرد و غبار، مقاوم باشد، همچنين اگر روانكار از نوع مايع باشد شرايط هواي بسيار سرد و يا فوق العاده گرم نيز در ويسكوزيته روانكار، با در نظر گرفتن سايز چرخ دنده، اهميت قابل توجهي خواهد يافت، به ويژه آن كه ضخامت فيلم روغن در هنگام كار بسيار كم شده و فقط به صورت يك لايه شفاف بر روي دنده باقي مي ماند و بدين ترتيب در شرايط سخت كاري كه زمان كار طولاني مي گردد فيلم نازك روانكار بايد بتواند در مقابل فشار سطوح دنده هاي درگير مقاومت كند.  گاهي اوقات دنده هاي باز به روش دستي و گاهي نيز به صورت اسپري، روانكاري مي شوند. زاويه پاشش نازل ها و فاصله آنها از دنده از نظر پوشش دهي مناسب روانكار بر سطح دنده و جلوگيري از اتلاف روانكار و يا ناكافي بودن آن، بستگي به فاكتورهاي مكانيكي، مشخصي دارد كه توسط مهندسين نگهداري و تعميرات، محاسبه و اجرا مي شود.
چگونگي انتخاب روانكاربراي انتخاب روانكار مناسب شش نكته بايد مورد توجه قرار گيرد:

1-توصيه شركت سازنده چرخ دنده: ابتدا بايستي با مطالعه دستورالعمل نصب و راه اندازي و يا دستورالعمل نگهداري و تعميرات دنده كه توسط شركت سازنده چرخ دنده ارايه شد، روانكار مناسب را انتخاب كرد.

2-بار (فشار): اغلب اوقات مشخص كردن ميزان بار چرخ دنده بسيار مشكل است ولي شما مي توانيد مفهوم بار را به سه بخش كم، متوسط و زياد، تقسيم كند و با توجه به معكوس بودن مقدار سطح با ميزان فشار، هر چه سطح دنده هاي درگير كمتر باشد ميزان فشار بر چرخ دنده افزايش خواهد يافت.
3-سرعت/ دور در دقيقه: طبق يك اصل كلي، در سرعت هاي پايين، ويسكوزيته روانكار بايستي زياد و در سرعت هاي بالا، ويسكوزيته بايد كم باشد. تركيبات و يا افزودني هاي يك روانكار با شرايط بهره برداري ماشين و سرعت كاري آن كاملاً مرتبط است. مثلاً در يك فن سرعت بالا كه با توجه به سرعت زياد آن، فرسايش و دما نيز بالا خواهد بود چنانچه از روانكاري با ويسكوزيته زياد استفاده شود، اجزاي غلتشي به جاي غلتيدن، لغزش خواهند داشت كه در نتيجه باعث خوردگي و فرسايش مي گردند، زيرا در اين شرايط، روانكاري هيدرو ديناميك بيرينگ وجود ندارد و تماس فلز با فلز بين ساچمه ها و كنش بيريگ ايجاد مي گردد و با روانكاري كه ويسكوزيته آن بالا است، حرارت و خوردگي افزايش مي يابد و به همين دليل بايستي فاكتور سرعت را در رابطه با معيارهاي ديگر متوازن كرد.
4-دما (حرارت): كه به دو مقوله تقسيم مي شود: الف: دماي محيط ب: دماي كار ماشين
نقطه ريزش روغن مي تواند براي ارزيابي قابليت هاي يك روانكار مورد استفاده قرار گيرد. بيشترين خوردگي يك ماشين در لحظه استارت آن است يعني در زماني كه فيلم روغن هنوز در بين قطعات سايشي تحت بار، ايجاد نشده است.
5-محيط: سازگاري روانكار با محيط زيست به خصوص در كارخانجاتي كه آلودگي دارند مانند كارخانجات سيمان، سنگ شكن ها، راهسازي اهميت بسيار دارد و در انتخاب نوع روانكار بايستي دقت ويژه اعمال شود. از طرفي مواد تشكيل دهنده روانكار نيز با توجه به روغن پايه اي كه از آن تهيه شده است، مي تواند در آلودگي يا جلوگيري از آلودگي بسيار مؤثر باشد و از همين رو است كه توليدكنندگان ماشين آلات جديد طراحي هاي خود را براساس روغن هاي سينتتيكو گياهي توليد مي كنند تا با محيط زيست سازگاري داشته باشد. به طور مثال شركت بزرگ Flender كليه گيربكس هاي توليدي خود را بر پايه روغن هاي سينتتيك روانه بازار مي كند.
6-صرفه اقتصادي: انتخاب روانكار از نظر اقتصادي نيز بايد مورد توجه قرار گيرد مثلاً با توجه به عمر طولاني روانكارهاي روغني سينتتيك نسبت به روانكارهاي پايه نفتي، عليرغم گراني نسبي، مي تواند گزينه بهتري باشد. اين مقوله بايد در بخش هاي مختلف صنعت مورد واكاوي و تحقيق قرار گيرد.

لینک دانلود